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首頁(yè)>方案中心>電源類>16 芯串聯(lián)電池包儲(chǔ)能系統(tǒng)

16 芯串聯(lián)電池包儲(chǔ)能系統(tǒng)

芯片公司：德州儀器（TI）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-26

方案介紹

鋰離子和磷酸鐵鋰電池在電池包中的使用越來(lái)越多，可為以下設(shè)備實(shí)現(xiàn)更高的容量和能量、相同或更小的體積及 相等或更輕的重量：

? 電信和服務(wù)器電池備份單元 (BBU) 

? 能量存儲(chǔ)系統(tǒng) (ESS) 

? 鋰離子電池組 

? 移動(dòng)式發(fā)電站 

這些器件中的每一個(gè)都受益于更高的功率和能量密度以及安全且環(huán)保的鋰離子和磷酸鐵鋰電池。 雖然這種化學(xué)物 質(zhì)可提供高能量密度，并因而具備體積更小、重量更輕的優(yōu)勢(shì)，但這些屬性也會(huì)涉及到安全問(wèn)題，需要更準(zhǔn)確和 復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。這些問(wèn)題包括：

? 欠壓保護(hù) (CUV) 

? 電芯過(guò)壓 (COV) 

? 過(guò)熱 (OT) 

? 充電過(guò)流 (OCC) 和放電過(guò)流 (OCD) 

? 短路放電 (SCD)

所有這些問(wèn)題都會(huì)加速電池退化，并可能導(dǎo)致熱失控和爆炸。 

因此，在出現(xiàn)異常情況時(shí)，需要監(jiān)控電池包電流、電芯溫度和每個(gè)電芯的電壓。必須防止電池包出現(xiàn)所有這些情 況。各個(gè)參數(shù)始終需要良好的測(cè)量精度，尤其是電芯電壓、電池包電流和電芯溫度。為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的保護(hù)以及電 池包充電狀態(tài) (SoC) 和電池運(yùn)行狀況 (SoH) 計(jì)算，必須保持良好的精度。因?yàn)?LiFePO4 電池包應(yīng)用具有穩(wěn)定的電 壓，所以對(duì)它來(lái)說(shuō)尤其必須保持良好的精度。電池供電應(yīng)用的另一個(gè)重要特性是電流消耗，特別是在運(yùn)輸模式或 待機(jī)模式下。更低的電流消耗可節(jié)省更多能源，并提供更長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間，而不會(huì)使電池過(guò)度放電。 

此設(shè)計(jì)側(cè)重于超大容量電池包應(yīng)用，例如用于電信和服務(wù)器的 BBU、48-V ESS、電動(dòng)摩托車、便攜式發(fā)電站等。 該設(shè)計(jì)包含一個(gè) BQ76952 電池監(jiān)控器和保護(hù)器，用于監(jiān)控每個(gè)電芯的電壓、溫度和電池包電流，并保護(hù)電池包免 受所有異常情況的影響。這些情況包括電芯過(guò)壓、電芯欠壓、過(guò)熱、充電和放電過(guò)流以及短路放電。五對(duì) N 溝道 MOSFET 位于電池負(fù)極中，作為控制充電和放電過(guò)程的開關(guān)。此設(shè)計(jì)具有 5A 灌電流和拉電流驅(qū)動(dòng)器，能夠驅(qū)動(dòng) 更多 MOSFET 以支持更大的電池容量。此參考設(shè)計(jì)支持隔離式 RS-485 通信，以傳輸電池包數(shù)據(jù)和接收命令，并 保留隔離式 CAN 收發(fā)器來(lái)測(cè)試輔助電源性能。此設(shè)計(jì)不支持 CAN 通信，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中使用的 MCU 沒(méi)有集成的 CAN 控制器。此設(shè)計(jì)精心設(shè)計(jì)了輔助電源架構(gòu)，該架構(gòu)可在有限數(shù)量的元件和簡(jiǎn)單的控制策略下實(shí)現(xiàn)非常低的運(yùn) 輸模式 (10μA) 和待機(jī)模式 (100μA) 電流消耗。

應(yīng)用范圍

電信和服務(wù)器、住宅儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS)、電動(dòng)摩托車、便攜式發(fā)電站和其他高容量電池包應(yīng)用的電池備份單元 (BBU)。

特色

  • 低電流消耗：

    • 待機(jī)模式下的典型值為 100μA

    • 運(yùn)輸模式下的典型值為 10μA

  • 電芯電壓精度高，無(wú)需校準(zhǔn)

    • 25°C 時(shí)為 ±5mV

    • 0°C 至 60°C 時(shí)為 ±10mV

    • -40°C 至 85°C 時(shí)為 ±15mV

  • 可靠的電池電芯保護(hù)包括電芯過(guò)壓、欠壓、雙電平過(guò)流放電、過(guò)流充電、放電短路和過(guò)熱保護(hù)

  • 其他系統(tǒng)保護(hù)包括電芯開路和主機(jī)看門狗熱管理、CAN 總線故障、充電和放電 MOSFET 短路保護(hù)

  • 低側(cè) N 溝道 MOSFET 和強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力

系統(tǒng)方塊圖

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核心器件

圖片 數(shù)據(jù)手冊(cè) 商品名稱 產(chǎn)品型號(hào) 產(chǎn)品描述 品牌 單機(jī)用量 價(jià)格 操作
柵極驅(qū)動(dòng)器 UCC27524ADR 具有5-V UVLO、啟用和負(fù)輸入電壓處理的5-A/5-A雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器 TI 1 2.1127

1+ 3.4500

10+ 3.0127

30+ 2.7627

100+ 2.3254

500+ 2.1127

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柵極驅(qū)動(dòng)器 UCC27517DBVR SOT-23封裝中的4-A/4-A單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，具有5伏UVLO和13納秒延遲 TI 1 2.3741

1+ 3.8768

10+ 3.3854

30+ 3.1044

100+ 2.6130

500+ 2.3741

 在線訂購(gòu)
DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器 LM5163DDAR DC-DC電源芯片 100V輸入，0.5A同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，具有超低IQ TI 1 24.7470

1+ 40.8889

10+ 35.6104

30+ 32.5920

100+ 27.3135

500+ 24.7470

 在線訂購(gòu)
DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器 TPS54308DDCR DC-DC電源芯片 SOT23-6 Vi=4.5~28V Io=3A TI 1 10.2000

1+ 17.3425

10+ 15.0068

30+ 13.6712

100+ 11.3356

500+ 10.2000

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相關(guān)文檔

應(yīng)用手冊(cè)： TIDMB16.PDF
規(guī)格書： Design guide — TIDA-010216.pdf
BOM List： Bill of materials (BOM) — TIDA-010216.pdf
Gerber： tidcgb3.zip
電路圖： Schematic — TIDA-010216.pdf

提供的服務(wù)

PCB定制 自營(yíng)工廠，可生產(chǎn)1-12層高多層板及HDI板（1-2階、盲埋孔），支持打樣及批量；打樣廠產(chǎn)能2萬(wàn)㎡/月，量產(chǎn)廠占地205畝、一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能12萬(wàn)㎡/月；已通過(guò)16949汽車行業(yè)認(rèn)證。

SMT加工14條SMT生產(chǎn)線，配置進(jìn)口高端高速貼片機(jī)，支持雙面全貼、DIP插件焊接、BGA等特殊貼裝；可代開鋼網(wǎng)、可代購(gòu)物料、可接受客供料，專業(yè)管理，一站解決。

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